基于改进粒子群算法的水声通信网络路由优化方法

路由优化是提升水声通信网络性能的重要手段,但目前路由优化效果并不理想,在实践中不仅网络链路利用率比较高,而且包投递成功率比较低,针对当前水声通信网络路由优化存在的问题,提出基于改进粒子群算法的水声通信网络路由优化方法。以链路带宽利用率最大、链路时延最小为目标建立网络路由多目标优化函数,并设定时延、带宽、包投递率、时延抖动以及成本约束条件,对粒子群算法改进并利用改进算法对符合约束条件的目标函数最优解求解,得到最优路由策略,实现基于改进粒子群算法的水声通信网络路由优化。经实验证明,在设计方法应用下网络链路利用率得到了明显的降低,包投递成功率也得到了明显的提升,具有良好的网络路由优化效果。

基于改进樽海鞘群算法的认知异构蜂窝网络资源分配

针对认知异构蜂窝网络的上行资源分配问题,提出了基于带宽和功率约束的资源分配算法,并使用改进的群智能算法求解.根据认知无线电技术特性推导出认知家庭用户的带宽和功率分配取值范围,在满足用户服务质量(Quality of Services,QoS)的前提下将更多的资源分配给其他用户,以提升网络中用户的传输需求和缓解网络上行接入负载的压力.针对樽海鞘群算法存在收敛精度低、收敛慢等缺陷,将疯狂算子和动态精英学习因子分别引入领导者和跟随者中,以提升算法寻优效率和寻优精度.将改进的樽海鞘群算法求解基于带宽和功率约束的资源分配算法.仿真实验表明,引入带宽和功率约束的资源分配算法能有效提升网络性能,且在保证用户QoS条件下,能有效提升系统效益和用户接入公平性.

基于SOD的无线传感器信号采样策略

针对无线传感器网络带宽约束与能量限制问题,提出了基于SOD(Send-On-Delta)的信号采样策略,以输出信息的重要程度作为信息发送依据,解决了非重要信息对网络资源的占用问题,合理利用了网络带宽资源。在此基础上,分析了在该策略下系统的带宽需求,给出了数据平均产生率的上、下界,并在相同分辨率条件下,与周期采样策略进行了效力值比较,验证了该策略的有效性。最后仿真算例表明该策略对于节约带宽效果显著。

一种网络控制系统的随机通信逻辑设计与分析

针对网络控制系统的带宽约束问题,提出一种基于系统状态的状态依赖泊松过程决定的随机通信逻辑,并将其应用于一般结构的状态反馈网络控制系统.介绍了具有通信逻辑的网络控制系统的结构,建立了具有随机通信逻辑的网络控制系统模型.利用随机稳定性理论和带时倚强度泊松过程相关原理,进一步证明了系统保持均方渐近稳定的充分条件.最后通过仿真算例验证了结论的有效性.

一类具有通信逻辑的网络控制系统稳定性分析

针对具有线性不确定对象的网络控制系统的带宽约束问题,设计了具有周期通信逻辑的网络控制系统的结构,建立了具有周期通信逻辑的网络控制系统模型.运用现代控制理论和矩阵摄动理论相关原理,进一步证明了系统保持渐近稳定的充分条件.最后通过仿真算例验证了结论的有效性.

网络化控制系统性能与网络QoS协调设计研究

基于网络QoS如延迟、丢包,建立网络化控制系统状态方程,通过双线性矩阵不等式(BMI)讨论在某种网络QoS下控制系统的稳定性,并以离散系统二次型性能指标为例设计最优LQR(linear quadratic regulator)控制器,得到保证系统控制性能的网络QoS约束。针对该约束,提出一种能够兼顾系统性能与网络QoS的网络化控制系统控制与调度协调设计方法。最后,通过仿真实验说明提出的协调设计方法的必要性和有效性。

带宽约束下网络化控制系统的量化研究综述

为了寻求确保系统稳定性的最小比特数,针对线性网络化控制系统,综述研究量化比特个数、系统稳定性、系统噪声之间的普遍关系的一些重要结果;针对非线性网络化控制系统,回顾一般系统中有限个量化比特能确保稳定性的一些结果;并综述了系统采取一类较普遍的非线性前馈型情况下的、一些关于能确保系统稳定性的最小比特数方面的研究,并利用仿真对一些结果进行了展示。对网络化控制系统中的量化问题的研究状况给出了一个较全面的描述,指出一些待解决的问题,对未来的研究工作具有一定的指导意义。

传感器网络中继节点扩展部署的优化算法研究

提出了一个支持多维定标的中继节点可扩展部署算法,当现有中继节点过载时能及时增加新的中继节点并定位新增中继点的最优位置。该算法把部署问题转化为多维欧氏空间下的优化选址问题,通过启发式搜索传输空间的相交区域来查找中继节点的合理部署,并证明了算法的正确性和完备性。在此基础上进一步提出优化方法,可以把算法的复杂度降为节点数量的线性函数。仿真实验结果表明,提出的部署算法能较大程度地平衡网络流量负载,从而降低数据传输过程的能量消耗,延长网络生命周期。

基于双重服务质量约束的网格资源调度策略

为提高网格资源利用率,以及用户对网格服务的满意程度,提出了基于双重服务质量约束的网格资源调度算法Senior。该算法在实现过程中,针对网格作业和资源的属性,通过具体化参数信息,推导出调度策略的模式;依据经典调度算法的相关思想,将任务完成期限和网络带宽确定为双重属性约束,并应用GridSim工具包对相关调度算法进行了测试。通过对仿真结果中的数据进行分析和比较,验证了新的调度算法Senior在解决类似问题时的优势。

基于压缩感知的异构网络数据动态重构算法

针对异构网络数据资源存在节点及链路均衡度过低且数据重构资源分配路径误差较大的问题,设计一种基于节点拓扑感知的异构网络数据动态重构算法。利用模糊核聚类算法将数据样本集映射至高维空间内,聚类目标数据,根据节点在网络中对应的坐标构建异构网络拓扑模型及数据权矩阵模型;设置路由器物理链路通信图,根据链路带宽约束优化数据重构资源的分配路径,将节点核心区数据重构,并分配至聚类节点来感知数据的动态变化,为每一个核心聚类节点拓扑感知一个路由器数据的动态变化,来实现全局的数据动态重构,至此完成基于节点拓扑感知的异构网络数据动态重构算法的设计。设计仿真实验,测试算法的节点均衡度与链路均衡度。实验结果表明,设计的算法的节点均衡度为0.93,链路均衡度为0.90,均高于对比方法,因此可以得出,该算法的资源均衡度更好。

带宽约束下舰艇编队网络的跨平台任务调度算法

[目的]舰艇编队无线IP网络的带宽有限且具有时变性,故为满足编队作战应用对跨平台任务运行的时限要求,需研究网络带宽约束下的跨平台任务调度算法。[方法]提出舰艇编队无线IP网络任务调度模型,运用"任务发起方"和"任务响应方"的通信模式,实现"最早时限优先+先来先服务"两级任务调度。采用所提的最早时限优先(EDF)扩展算法,在传统的单平台单处理机实时调度算法基础上,将任务执行时间的计算由处理机占用时间转换为网络占用时间,以适用于舰艇编队需要,进而推导出任务可调度性的判定条件,并对此进行试验验证。[结果]试验结果表明,在所构建的测试网络环境下,可计算得到舰艇编队跨平台任务集合的可调度性。[结论]所提理论模型及算法具有较强的可实施性,对于指导舰艇编队无线IP网络的任务规划和任务调度具有重要价值。

网络控制系统信道调度和控制器协同设计

以网络控制系统为研究对象,讨论信道受限和丢包对系统性能的影响.假设在任意采样时刻只有部分系统可以接入信道,且系统在进行数据传输时会发生丢包现象.首先,将丢包过程描述为独立的伯努利过程,根据每个系统的信道接入状态,建立系统的切换模型;然后,利用平均驻留时间技术,得到系统指数均方稳定的充分条件以及信道的可调度条件;最后,根据以上结果,给出系统信道调度策略和控制器的协同设计算法,使得系统镇定的同时具有理想的衰减率.

基于带宽优化分配和Shapley值的网络收益

针对多域联盟网络中的带宽分配和收益问题,提出了一种基于带宽优化分配的收益最大化算法和基于Shapley值激励的收益分享机制.利用在端到端的Qo S约束条件下与每个管道s相关联的效用函数Us(as),结合Qo S约束条件下的带宽分配模型,应用于多域网络联盟的带宽拍卖,从而实现联盟的收益最大化.将联盟博弈理论和Shapley值用于联盟收益分享,根据在全部AS之间按Shapley值的比例进行分享的机制来激励联盟中的ASs,从而为整个联盟提供更多容量.结果表明,提出的带宽优化分配算法和收益分享机制既能使整个联盟收益最大化,又能增加整个联盟的收益和其自身的收益分享.

智能电网传输线路的无线检测网络设计

当前采用无线传感器网络对输电网进行低成本监控存在一些技术难题,其中低功耗、低数据速率设备是其带宽和延迟的瓶颈。文中的目标是设计出能够实时进行物理测量的无线网络,通过制定一个网络设计优化问题,目的是尽量减少安装与运营成本,同时满足数据流的端到端延迟与带宽限制。通过研究由有线、无线和蜂窝技术组合而成的混合分层网络架构,以保证低成本的实时数据监控。基于所设计的模型,文中对各种场景进行优化评估。由此分析表明,使用WSN的电网无线监视系统是可行的,同时无线链路带宽可能是成本优化的一个限制因素。

一种无线Mesh网络的多径QoS路由协议

为满足无线Mesh网络用户对服务质量(QoS)的应用需求,在AODVM(无线自组网按需平面距离矢量多径路由)协议的基础上提出一种有QoS保障的基于稳定性优先级的多路按需路由协议SPODV。该协议综合考虑Mesh节点间的稳定性及带宽约束,改进路由选择策略以满足用户的QoS要求。

基于误差阈值通信逻辑的输出反馈网络控制系统设计

针对网络控制系统被控对象状态无法直接测量的情况,设计了状态观测器,给出了一种基于误差阈值的确定通信逻辑,应用于基于模型的网络控制系统中,提出了具有确定通信逻辑的网络控制系统结构,建立了系统模型,仿真数例表明加入确定通信逻辑后,在保持系统稳定的情况下,数据发送的次数明显减少,有效地减轻了网络负载。

具有随机通信逻辑的网络控制系统稳定性分析

针对具有带宽约束的网络控制系统,讨论了在随机通信逻辑调度策略下系统的稳定性问题.将基于时倚泊松过程的随机通信逻辑引入系统中,建立了泊松强度与系统估计偏差之间的函数关系.利用随机点过程方法,证明了系统状态的更新时刻具有Markov特性,进而将系统转化为Markov跳变系统.利用随机稳定性理论,得到系统几乎处处稳定和均方渐近稳定的充分条件.仿真算例表明了该调度策略的有效性.

网络化控制性能与带宽调度协调优化设计及其仿真

基于网络化控制系统是具有延迟约束的实时系统,首先建立了保证网络控制性能的延迟约束模型,以此为基础提出满足上述延迟约束的带宽调度策略,以兼顾控制系统控制性能和网络系统服务质量;利用时间需求分析,给出在该策略下的周期、偶发与非周期等3种网络数据的可调度条件及延迟估计的算法,给出调度策略与保证网络控制性能的协调优化设计方法;最后提出一种控制系统与网络调度的集成仿真平台,并举例说明了策略的有效性.

针对时间距离约束的网络化控制系统带宽调度策略

网络化控制系统是一种具有时间距离约束的硬实时系统.根据该特点,在深入分析网络化控制系统时间距离约束关系的基础上,提出一种针对时间距离约束的网络化控制系统带宽调度策略.该策略能够更有效地与网络化控制系统的控制算法相配合,同时兼顾控制系统控制性能和网络服务质量,优化系统总体性能.最后通过仿真实例说明了该策略的有效性.

费用非对称通信网络上的群播路由算法

文中考虑了费用非对称通信网络上的群播路由问题,提出了一种接近最小成本的启发式算法——NEW-GM算法。该算法以FMPH(Fast Minimum Path Cost Heuristic)为基础,可以有效的降低成本。数值实验表明:这种算法是有效的,且所获得问题解的总费用几乎总是小于或等于由GTM算法所获得的解的总费用。NEW-GM算法的时间复杂度与GTM算法的相同,为O(p3n2)。